Respiratory activity in wheat seeds as related to physiological quality / Atividade respiratória em sementes de trigo correlacionada com a qualidade fisiológica

Seeds are a very important input for crops, and the use of low quality seeds and/or inadequate management affects the germination and hampers seedling emergence, which reduces the plant stand. There is a critical need for the development of rapid methods, which are both reliable and easy to perform, for evaluating the physiological potential of seeds. This would streamline the decision-making process regarding the management of lots and allow for the identification of seed lots of inadequate quality in the seed processing unit, which could then be discarded, and would consequently result in reduced costs associated with unnecessary processing. However, it is important that these methods are low cost and quick to perform. The aim of this study was to evaluate the correlation of respiratory activity of wheat seed, through Pettenkofer test, with tests that evaluate seeds physiological quality. We selected a seed lot of high physiological quality, then subjected the seeds to adverse temperature and relative humidity conditions to obtain different vigor levels. The adverse conditions used were 42ºC and 100% relative humidity, for periods of 6, 36, 66 and 96 hours. This process obtained seeds of five vigor levels which were subjected to the following tests: germination, field emergence, electrical conductivity, shoot and root length, total dry mass and respiratory activity. The results showed a negative correlation between respiratory activity and germination, emergence, shoot and root length and dry weight, whereas germination and emergence were strongly correlated with respiratory activity, r = -0.86 and r = -0.81, respectively. There was a significant positive correlation between conductivity and respiratory activity. Therefore, the respiratory activity test using the Pettenkofer method was correlated with other vigor tests, and allowed the classification of wheat seeds into lots of different levels of quality.

As sementes são um atributo muito importante para a cultura, sendo que o uso de sementes de baixa qualidade e/ou a gestão inadequada afeta a germinação e dificulta a emergência das plântulas, reduzindo o estande de plantas. A necessidade de métodos rápidos, confiáveis e de fácil execução é fundamental para a avaliação do potencial fisiológico das sementes. Eles poderiam agilizar as tomadas de decisões referentes ao manejo dos lotes e permitir o descarte de lotes de sementes com qualidade inadequada, na unidade de recepção e processamento de sementes, com a consequente redução de custos de um provável processamento desnecessário. Entretanto, é importante que os mesmos sejam de baixo custo e consideravelmente rápidos. O objetivo do presente trabalho foi correlacionar a atividade respiratória de sementes de trigo, através do teste de Pettenkofer, com testes que avaliam a qualidade fisiológica das sementes. Foi selecionado um lote de sementes com alta qualidade fisiológica e as mesmas foram submetidas a condições adversas de temperatura e umidade relativa do ar para obter diferentes níveis de vigor. As condições adversas foram de 42 ºC e 100% de umidade relativa, por períodos de seis, 36, 66 e 96 horas. Com o processo obteve-se cinco níveis de vigor e estas sementes foram submetidas aos seguintes testes: germinação, emergência a campo, condutividade elétrica, comprimento de parte aérea e raiz, massa seca total e atividade respiratória. Os resultados mostraram correlação negativa entre a atividade respiratória e os testes de germinação, emergência, comprimento da parte aérea e da raiz, e massa seca, sendo que o teste de germinação e a emergência apresentaram alta correlação com a atividade respiratória, r = -0,86 e r = - 0,81, respectivamente. Já a correlação da condutividade elétrica com a respiração foi significativa e positiva. Portanto, conclui-se que o teste da atividade respiratória pelo método de Pettenkofer se correlaciona com outros testes de vigor e permite a classificação dos lotes de sementes de trigo em diferentes níveis de qualidade.

Medição do CO2 como método alternativo para a diferenciação do vigor de lotes de sementes de melancia / Measurement of CO2 an alternative method to differentiate vigor seed lots of watermelon

A melancia, uma hortaliça nativa da África, é considerada uma das mais importantes produzidas e comercializadas no Brasil, cujo cultivo é realizado de maneira intensiva e deve ser estabelecido com o uso de sementes de alta qualidade, que germinem rápido e uniformemente. Portanto, o objetivo nesta pesquisa foi avaliar a atividade respiratória e correlacioná-la com outros testes tradicionais de vigor, com a finalidade de verificar se a medição do CO2 é um método eficiente na diferenciação do vigor de lotes de sementes de melancia. A pesquisa foi desenvolvida na Universidade Federal de Pelotas, utilizando sementes da cultivar 'Crimson sweet', representada por cinco lotes. As variáveis avaliadas foram o grau de umidade, germinação, primeira contagem de germinação, comprimento de parte aérea e raízes de plântulas, condutividade elétrica, emergência de plântulas e atividade respiratória. Os lotes de sementes foram classificados em diferentes níveis de qualidade fisiológica, conforme o grau de precisão de cada teste, sendo o lote 3 de qualidade inferior aos demais. A atividade respiratória permite a separação dos lotes de sementes de melancia, no entanto, não há correlação positiva e significativa com os demais testes de vigor.

Watermelon is a vegetable crop native of Africa, regarded as one of the most important produced and marketed in Brazil. The cultivation of most vegetables is usually performed intensively and should be established with the use of high quality seeds that germinate quickly and uniformly. Therefore, the aim of this research was to evaluate the respiratory activity and correlate it with other traditional tests of strength, in order to verify if the measurement of CO2 is an efficient method to differentiate vigor seed lots of watermelon. The research was developed at the Universidad Federal of Pelotas, using seeds of the cultivar Crimson sweet represented by five lots. The variables evaluated were moisture content, germination, first germination count, length of shoot and root of seedling, electrical conductivity, seedling emergence and respiration. The results allowed us to classify the lots in different vigor levels, as the accuracy of each test emphasizing lot 3 for being inferior to the others. The respiratory allows separation of seed lots of watermelon, however no significant positive correlation with other vigor tests.

Ação de extratos de Zantedeschia aethiopica na qualidade fisiológica de sementes, pigmentos fotossintéticos e metabolismo antioxidativo de plântulas de arroz vermelho / Action of Zantedeschia Aethiopica extracts in seed physiological quality, photosynthetic pigments and antioxidative metabolism of red rice seedlings

Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência da concentração do extrato de folhas maduras de Zantesdeschia aethiopica sobre atributos fisiológicos de sementes e plântulas de arroz vermelho. Os tratamentos foram extratos nas concentrações 0; 12; 25; 50 e 75%. Foram avaliados germinação, primeira contagem, comprimento de parte aérea e raiz, massa seca total de plântulas, condutividade elétrica, teores de clorofila a, b e total, atividade das enzimas superóxido-dismutase, catalase e ascorbarto peroxidase, peroxidação lipídica e teor de peróxido de hidrogênio, emergência de plântulas, comprimento de parte aérea e de raiz e massa seca total das plântulas emergidas. Os teores de clorofila foram alterados quanti-qualitativamente, a emergência de plântulas, o comprimento de raiz e a massa seca total de plântulas emergidas foram reduzidos pelo aumento da concentração do extrato. A peroxidação de lipídeos, a atividade das enzimas superóxido-dismutase, ascorbato-peroxidase e catalase aumentaram com a concentração. Os resultados encontrados no trabalho demonstraram que o extrato de folhas maduras de Z. aethiopica altera diferentes atributos fisiológicos e apresenta toxidez a sementes e a plântulas de arroz vermelho.

The work aimed to evaluate the leaves extract concentration influence Zantedeschia aethiopica on physiological attributes of red rice seeds and seedlings. Treatments were mature leaf extracts at concentrations of 0; 12; 25; 50 and 75%. Were evaluated the germination, first count germination, length of shoot and root, seedling total dry mass, chlorophyll content, electrical conductivity, activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and ascorbarto peroxidase, lipid peroxidation, content of hydrogen peroxide and seedling emergence, length of organs and total dry mass of seedlings emerged. Chlorophyll contents were changed quantitavely and qualitatively, seedling emergence, the root lenght and total dry mass of seedlings was reduced by increasing the concentration of the extract. There was increase in lipid peroxidation, the activity increase of enzymes superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and catalase with the concentration of the extract. The results of the work demonstrated that extract of mature leaves of Z. aethiopica alters different physiological attributes and features toxicity of red rice seeds and seedlings.

Desempenho de sementes e plântulas de rabanete sob ação de extrato aquoso de folhas de Trema micrantha (Ulmaceae) / Performance of radish seeds and seedlings under action of aqueous extract of leaves of Trema micrantha (Ulmaceae)

O trabalho objetivou avaliar o efeito alelopático de extrato aquoso de folhas de Trema micrantha sobre germinação de sementes e crescimento inicial de plântulas de rabanete. Para os extratos foram utilizadas folhas maduras e frescas nas concentrações 2, 4 e 8% (p/v), com aferição do pH e potencial osmótico. No bioensaio de germinação, foram empregadas cinco repetições de 25 sementes distribuídas em placas de petri forradas com papel Germitest, umedecido com 7 mL de extrato ou água e mantidos a 25 ºC em B.O.D., por cinco dias. Foram determinados a porcentagem de germinação (PG), velocidade de germinação (VG), índice de velocidade de germinação (IVG) e índice de efeito alelopático (RI). No bioensaio de crescimento inicial, foram avaliados o comprimento da radícula e do hipocótilo, a biomassa fresca e seca, o conteúdo de água e os teores de clorofila a, b e total. Todos os atributos de germinação, PG, VG, IVG e RI, foram afetados negativamente pelos extratos de T. micrantha. O crescimento inicial foi influenciado pelos extratos, ocorrendo redução do comprimento da radícula e aumento do hipocótilo. O extrato não alterou a biomassa fresca e seca e os teores de clorofila. Extratos aquosos de folhas de Trema micrantha exerceram ação alelopática sobre a germinação e crescimento inicial do rabanete, não influenciando na inibição da síntese de pigmentos fotossintéticos.

This study aimed to evaluate the allelopathic effects of aqueous extracts of Trema micrantha leaves on seed germination and early growth of seedlings of radish (Raphanus sativus L.). Leaf extracts were prepared at concentrations of 2, 4 and 8%. pH and osmotic potential were also performed from the extracts. Germination bioassay consisted of five replicates of 25 seeds of radish distributed in Petri dishes with germitest paper and 7 mL of extract or water and kept at 25°C in B.O.D. for five days. Germination percentage (PG), germination speed (VG), germination speed index (IVG) and index of allelopathic effect (RI) were determined. For bioassay initial growth, seeds were germinated until they reach 2 mm protrusion radicle and transferred to Gerbox containing germitest paper and 15 mL of extract or water, kept seven days at 25°C in B.O.D. for evaluating length of the radicle and hypocotyl, fresh and dry mass, water content and content of chlorophyll (a, b and total). Leaf extracts from T. micrantha affected negatively all parameters examined for germination (PG, VG, IVG and RI). The extracts affected the initial growth, causing reduction of the radicle length and stimulating the growth of hypocotyls, but not interfered on fresh and dry weight and content of chlorophyll. Aqueous extracts of T. micrantha leaves exerted allelopathic action on germination and early growth of radish, but not caused inhibition of synthesis of photosynthetic pigments.

Antioxidant activity of corn seeds after thermal stress / Atividade antioxidante de sementes de milho após estresse térmico

The aim of this research was to analyze the effect of different temperatures on physiological quality and relate the responses with the antioxidant activity of three lots of corn seeds. The seeds from three lots were exposed for 24h at temperatures of 15, 25, 35 and 40°C and then evaluated for percentage, speed index and first germination count, as well as early growth and activity of antioxidant enzymes in the seedlings. The experimental design was completely randomized with four replications, with subsequent polynomial regression analysis. The results showed that the seeds from the three lots of corn exposed to temperatures of 15 and 40°C, were of better high physiological quality (vigor), which explains the low activity of enzymes of the antioxidant defense system in these same temperatures. The antioxidant defense system is related to the physiological quality of corn seeds exposed to thermal stress.

O objetivo neste trabalho foi analisar o efeito de diferentes temperaturas na qualidade fisiológica e relacionar com a atividade antioxidante de três lotes de sementes de milho, as quais foram expostas por 24h às temperaturas de 15, 25, 35 e 40°C e, após, avaliadas quanto à porcentagem, índice de velocidade e primeira contagem de germinação, como também crescimento inicial e atividade de enzimas antioxidantes nas plântulas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, com posterior análise de regressão polinomial. Os resultados evidenciaram que as sementes dos três lotes de milho, expostas às temperaturas de 15 e 40°C, foram de melhor qualidade fisiológica (vigor), o que explica a baixa atividade das enzimas do sistema de defesa antioxidante nessas mesmas temperaturas. O sistema de defesa antioxidante tem relação com a qualidade fisiológica de sementes de milho expostas ao estresse térmico.

Teste de respiração em sementes de soja para avaliação da qualidade fisiológica / Respiration test soybean seed as related of physiological quality

Com a constante evolução tecnológica, a indústria sementeira exige cada vez mais rapidez na identificação da qualidade fisiológica das sementes. Nesse sentido, o trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência e rapidez do método de Pettenkofer na determinação da atividade respiratória para diferenciar o vigor de cinco lotes de sementes de soja cv. 'Taura'. Além da determinação da atividade respiratória, foram realizados testes de germinação em areia, condutividade elétrica, comprimento de parte aérea e raiz, massa seca da parte aérea, das raízes e massa seca total. Os resultados dos testes de qualidade fisiológica e da atividade respiratória das sementes permitiram a classificação dos lotes em diferentes níveis de qualidade fisiológica, sendo que a determinação da atividade respiratória, pelo método de Pettenkofer, é eficiente, rápida e útil como alternativa na diferenciação do vigor de lotes de sementes de soja.

The seed industry with the constant technological developments increasingly requires quick identification of seed quality. Therefore, this study aimed to evaluate the efficiency and speed of the Pettenkofer method for the breathing activity determination in order to distinguish the effect of the vitality of seeds. Five seed lots of soybean cv. 'Taura' were used. Besides the determination of the breathing activity, the following benchmark tests were performed: moisture content, germination, electrical conductivity, shoot length, root and total dry mass. The results of benchmark tests and breathing activity of seeds allowed the classification of the lots at different levels of vitality. The determination of breathing activity by the Pettenkofer method is efficient, fast and useful as an alternative test to distinguish soybean seed lots.